發(fā)布時(shí)間：2017-12-11 20:06

  本文關(guān)鍵詞：采后板栗射頻殺蟲(chóng)滅菌技術(shù)及方法研究

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【摘要】：板栗(Castanea mollissima)具有甜、糯、香的特殊風(fēng)味與較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,可生食、炒食或煮食。我國(guó)是板栗生產(chǎn)大國(guó),產(chǎn)量居世界之首,占全世界總產(chǎn)量的80%。采收后的板栗含水量高,淀粉含量豐富,為板栗中的害蟲(chóng)和霉菌提供了良好的生存環(huán)境和豐富的食物。因此,在板栗貯藏保鮮過(guò)程中蟲(chóng)害和霉變是造成板栗品質(zhì)劣變的兩大主要因素。每年因蟲(chóng)害、霉變等問(wèn)題造成的損失率高達(dá)25%-50%,給果農(nóng)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為此,本文基于射頻加熱技術(shù)展開(kāi)了板栗的采后殺蟲(chóng)滅菌技術(shù)及方法研究。為了研究射頻殺蟲(chóng)滅菌工藝,建立了板栗中最耐熱害蟲(chóng)與主要霉菌的熱致死動(dòng)力學(xué),以及板栗果仁的顏色動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)害蟲(chóng)及霉菌熱致死的條件,提出了射頻熱處理的調(diào)控參數(shù)。同時(shí),以提高板栗加熱均勻性為目的,對(duì)射頻熱處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)有限元分析軟件對(duì)射頻加熱后板栗的均勻性進(jìn)行了分析,利用優(yōu)化后的熱處理工藝驗(yàn)證了射頻殺蟲(chóng)、滅菌的效果并探討了殺蟲(chóng)滅菌機(jī)理,最后研究了射頻熱處理對(duì)板栗品質(zhì)的影響。本研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)研究了采后板栗中主要貯藏害蟲(chóng)桃蛀螟(Conogethes punctiferalis)和栗實(shí)象甲蟲(chóng)(Curculio elephas)的耐熱性,并研究了最耐熱害蟲(chóng)桃蛀螟熱致死動(dòng)力學(xué)。桃蛀螟比栗實(shí)象甲蟲(chóng)更耐熱,桃蛀螟五齡幼蟲(chóng)期是其最耐熱的生長(zhǎng)階段。桃蛀螟五齡幼蟲(chóng)的熱死亡規(guī)律符合零級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。以5°C/min的速率將桃蛀螟五齡幼蟲(chóng)加熱至44、46、48、50°C,桃蛀螟五齡幼蟲(chóng)死亡率均達(dá)到100%,所需最少保溫時(shí)間分別為54.9、11.6、6.2、2.5 min。(2)從發(fā)霉板栗中分離出四種占優(yōu)勢(shì)的霉菌,并建立了這四種霉菌的熱致死動(dòng)力學(xué)。冷藏環(huán)境下,發(fā)霉板栗占優(yōu)勢(shì)的四種霉菌分別是:皮落青霉(Penicillium crustosum),分離率58.31±2.39%;變色青霉(Penicilluim discolor),分離率17.78±5.00%;擴(kuò)展青霉(Penicillium expansum),分離率15.66±7.67%;光孢青霉(Penicillium glabrum),分離率14.24±6.71%;其中皮落青霉是最耐熱的菌株。研究發(fā)現(xiàn),皮落青霉熱致死規(guī)律遵循Weibull動(dòng)力學(xué)模型,將皮落青霉加熱到56、58、60、62°C分別保溫25.0、5.0、2.3、1.1 min可使霉菌數(shù)量降低四個(gè)數(shù)量級(jí)。(3)揭示了加熱過(guò)程中板栗果仁表皮顏色的變化規(guī)律。加熱到50、55、60、65、70°C,板栗果仁表皮隨著保溫時(shí)間的增加L*、b*值逐漸減少,板栗逐漸發(fā)生褐變;加熱溫度越高發(fā)生褐變的速度越快。板栗果仁的顏色變化規(guī)律符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。在保證板栗顏色不發(fā)生褐變的前提條件下,結(jié)合桃蛀螟、皮落青霉熱致死動(dòng)力學(xué)模型及板栗顏色動(dòng)力學(xué)模型確定了射頻殺蟲(chóng)滅菌的工藝參數(shù)范圍。(4)優(yōu)化了射頻加熱工藝參數(shù)。根據(jù)射頻升溫速率選擇12 cm作為合適的極板間距。射頻加熱的均勻性可以通過(guò)輔以熱風(fēng)加熱、傳送帶運(yùn)動(dòng)及兩次攪拌來(lái)提高。完全殺滅板栗中害蟲(chóng)的熱處理工藝參數(shù)如下:以55°C的熱風(fēng)輔助射頻加熱,同時(shí)傳送帶以0.15m/min速度運(yùn)動(dòng),每加熱1.8 min人工攪拌一次,采用55°C的熱風(fēng)保溫5 min,最后單層強(qiáng)制風(fēng)冷至室溫。(5)通過(guò)有限元模擬軟件分析了板栗射頻加熱均勻性及其改善方法。對(duì)于整筐板栗而言,板栗在射頻加熱后存在邊角效應(yīng),即板栗在塑料筐邊角處的溫度比塑料筐中心溫度高;整筐板栗最高溫度出現(xiàn)在塑料筐四角頂層與中間層接觸處;對(duì)于單個(gè)板栗,位于塑料筐邊角處板栗之間接觸點(diǎn)的溫度最高,其余位置的板栗溫度由外向內(nèi)逐漸升高即中心溫度最高。塑料筐內(nèi)的板栗層與層之間用塑料板隔開(kāi)、單層加熱、攪拌均可提高射頻加熱的均勻性。(6)驗(yàn)證了射頻殺蟲(chóng)滅菌的效果。采用55°C熱風(fēng)輔助射頻加熱,同時(shí)傳送帶以0.15 m/min速度運(yùn)動(dòng),每加熱1.8 min人工攪拌一次,將接種有桃蛀螟的板栗加熱至55°C保溫5 min可使害蟲(chóng)的死亡率達(dá)到100%;利用射頻加熱系統(tǒng)輔以熱風(fēng)將接種有皮落青霉的板栗加熱至60°C,可使板栗中的霉菌數(shù)量降低4個(gè)數(shù)量級(jí)。(7)分析了射頻熱處理對(duì)板栗品質(zhì)的影響。射頻熱處理和貯藏使板栗果仁和果殼的含水量降低,但板栗果仁的含水量與對(duì)照組相比未發(fā)生顯著變化。板栗的淀粉含量、蛋白質(zhì)、脂肪、可溶性總糖、硬度、顏色等在加速試驗(yàn)過(guò)程中有變化;淀粉和可溶性總糖的含量隨著貯藏時(shí)間的增加先升高后降低;蛋白質(zhì)、菌落總數(shù)和a*的值隨著貯藏時(shí)間的增加逐漸升高,其他品質(zhì)參數(shù)隨著貯藏時(shí)間的增加呈下降趨勢(shì),但與對(duì)照組相比沒(méi)有發(fā)生顯著變化。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S436.64

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